KERJASAMA DINAS PENDIDIKAN KOTA SURABAYA DENGAN FAKULTAS MIPA UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
MODUL
MATA PELAJARAN IPA Pewarisan sifat
untuk kegiatan
PELATIHAN PENINGKATAN MUTU GURU DINAS PENDIDIKAN KOTA SURABAYA TAHUN 2017
PEWARISAN SIFAT A. PENGANTAR Pada modul ini akan membahas beberapa sub bahasan pewarisan sifat yakni 1) istilah-istilah dalam pewarisan sifat; 2) persilangan monohibrida; 3) persilangan dihibrida, dan; 4) pemuliaan makhluk hidup. Pada materi Pewarisan Sifat, Kompetensi Dasar yang harus dikuasai siswa: 3.3 Menerapkan konsep pewarisan sifat dalam pemuliaan dan kelangsungan mahkhluk hidup 4.3 Menyajikan hasil penelusuran informasi dari berbagai sumber terkait tanaman dan hewan hasil pemuliaan SKL UN SMP/Madrasah Tsanawiyah yang terkait dengan materi Pewarisan Sifat adalah sebagai berikut. 1. Siswa dapat memahami dan menguasai konsep pewarisan sifat (Pengetahuan dan Pemahaman). 2. Siswa dapat mengaplikasikan pengetahuan dan pemahaman pewarisan sifat (Aplikasi). 3. Siswa dapat menggunakan nalar dalam mengkaji pewarisan sifat makhluk hidup untuk meningkatkan kesejahteraan manusia (Penalaran) B. TUJUAN 1. Peserta diklat dapat menguasai konsep-konsep pewarisan sifat. 2. Peserta diklat dapat merumuskan indikator setara ujian nasional untuk kompetensi yang berkaitan dengan pewarisan sifat. 3. Peserta diklat dapat menyusun butir soal setara ujian nasional sesuai dengan rumusan indikator. C. URAIAN MATERI Pewarisan sifat-sifat makhluk hidup dari induk ke keturunannya melalui gen disebut Hereditas. Hereditas berkembang setelah Gregor J. Mendel melakukan eksperimen persilangan (hibridasi) tanaman kacang ercis pada tahun 1856 – 1863. 1. Istilah – istilah dalam pewarisan sifat Terdapat beberapa istilah genetika yang biasa digunakan dalam mempelajari pewarisan sifat, diantaranya: a. Gen: segmen tertentu DNA (yang ada di kromosom) yang menentukan sifat keturunan tertentu, yang disimbolkan dengan satu huruf alfabetik. b. Kromosom: faktor pembawa sifat keturunan dari induk kepada anaknya yang di dalamnya terdiri atas gen-gen. MODUL PPMG – IPA – SMP | 1 dari 11
c. Parental (P): induk d. Gamet (G): sel kelamin jantan atau betina. e. Filial (F): keturunan. Keturunan/ generasi pertama (F-1), sedangkan keturunan/ generasi kedua (F-2) f. Genotip: sifat yang di bawa oleh gen, tidak tampak dari luar, disimbolkan dengan dua huruf alfabetik. g. Fenotip: sifat yang tampak dari luar, hasil perpaduan antara sifat genotip dengan lingkungan. h. Dominan: sifat yang lebih kuat/ banyak muncul pada keturunan. i. Resesif: sifat yang lebih sedikit/ lemah muncul pada keturunan. j. Kodominan: sifat yang sama-sama kuat/ muncul pada keturunan. k. Intermediet: pasangan gen yang berinteraksi memunculkan sifat perpaduan. l. Homozigot: pasangan gen dan alelnya yang sama. Homozigot dominan AA/ KK/ MM. Homozigot resesif aa/ kk/ mm. m. Heterozigot: pasangan gen dan alelnya yang tidak sama, Aa/Kk/Mm. 2. Persilangan Monohibrida Persilangan monohibrida adalah persilangan yang memperhatikan satu sifat beda. Pada persilangan monohibrida berlaku hukum Mendel I dan Hukum Mendel II. Hukum Mendel I adalah kaidah pemisahan pasangan alel secara bebas pada saat pembelahan meiosis dalam pembentukan gamet (gametogenesis). Pemisahan yang terjadi diikuti dengan penurunan jumlah kromosom diploid menjadi haploid. Sedangkan, hukum Mendel II menyatakan bahwa setiap alel dapat berpasangan secara bebas dengan alel lainnya yang terjadi pada fertilisasi. Proses berpasangan secara bebas dengan alel pada monohibrida hanya memperhatikan satu sifat beda. Contoh persilangan monohibrida antara lain, 1) tanaman mangga rasa manis dan mangga rasa masam; 2) gurame berdaging tebal disilangkan dengan gurame berdaging tipis; 3) wanita berambut keriting menikah dengan laki-laki berambut lurus. a. Monohibrida Dominansi Penuh Pada persilangan monohibrida, dapat terjadi dominansi penuh, intermediet, dan kodominan. Persilangan monohibrida dominansi penuh adalah persilangan satu sifat beda dimana sifat resesif tertutupi oleh sifat dominan, sehingga sifat resesif tidak muncul. Berikut disajikan contoh soal dan penyelesaian monohibrida dominansi penuh. Tanaman mawar bunga warna merah (M) disilangkan dengan tanaman mawar bunga warna putih (m). Bagaimana perbandingan fenotip dan genotip F2? MODUL PPMG – IPA – SMP | 2 dari 11
Penyelesaian P= MM >< mm mawar merah mawar putih G= M m _______________(Hukum Mendel I) F1 = Mm (mawar merah) _______________(Hukum Mendel II) F2 = F1 >< F1 P=
Mm >< Mm mawar merah mawar merah G= M, m M, m F2= 1 MM (mawar merah) F2= 2 Mm (mawar merah) F2= 1 mm (mawar putih) Perbandingan genotip = MM : Mm : mm 1 : 2 : 1 Perbandingan fenotip = mawar merah : mawar putih 3 : 1 b. Monohibrida Intermediet Persilangan monohibrida intermediet adalah persilangan satu sifat beda dimana sifat resesif dan dominan saling mempengaruhi pada keturunan. Berikut disajikan contoh soal dan penyelesaian monohibrida intermediet. Tanaman mawar bunga warna merah (M) disilangkan dengan tanaman mawar bunga warna putih (m). Jika terjadi monohibrid intermediet, bagaimana perbandingan fenotip dan genotip F2? Penyelesaian P= MM >< mm mawar merah mawar putih G= M m _________________(Hukum Mendel I) F1 = Mm (mawar merah muda) _________________(Hukum Mendel II)
MODUL PPMG – IPA – SMP | 3 dari 11
F2 = F1 >< F1 P= Mm >< Mm mawar merah muda mawar merah muda G= M, m M, m F2= 1 MM (mawar merah) F2= 2 Mm (mawar merah muda) F2= 1 mm (mawar putih) Perbandingan genotip = MM : Mm : mm 1 : 2 : 1 Perbandingan fenotip = mawar merah : mawar merah muda : mawar putih 1 : 2 : 1 c. Monohibrida Kodominan Kodominan adalah persilangan yang menghasilkan keturunan yang memiliki sifat dari kedua gen induknya. Berikut disajikan contoh soal persilangan monohibrida kodominan. Mirabilis jalapa kelopak bunga warna merah (M) disilangkan dengan kelopak Mirabilis jalapa kelopak bunga warna putih (m). Jika terjadi monohibrid kodominan, bagaimana perbandingan fenotip dan genotip F2? Penyelesaian P= MM >< mm kelopak merah kelopak putih G= M m ____________(Hukum Mendel I) F1 = Mm (kelopak merah berseling putih) ____________(Hukum Mendel II) F2 = F1 >< F1 P= Mm >< Mm merah berseling putih merah berseling putih G= M, m M, m F2= 1 MM (kelopak merah) F2= 2 Mm (kelopak merah berseling putih) F2= 1 mm (kelopak putih)
MODUL PPMG – IPA – SMP | 4 dari 11
Perbandingan genotip = MM : Mm : mm 1 : 2 : 1 Perbandingan fenotip = kelopak merah : kelopak merah berseling putih : kelopak putih 1 : 2 : 1
3. Persilangan Dihibrida Persilangan dihibrida adalah persilangan dengan memperhatikan dua sifat beda pada induk. Pada penyilangan dihibrida juga berlaku hukum Mendel I dan hukum Mendel II. Contoh persilangan dihibrida adalah persilangan tanaman rambutan rasa manis – kulit tebal disilangkan dengan rambutan rasa masam – kulit tipis. Berikut disajikan contoh soal dan penyelesaian pada persilangan dihibrida Contoh Soal 1 Sapi berbadan kurus – penghasil susu sedikit disilangkan dengan sapi berbadan gemuk– penghasil susu banyak. Diketahui bahwa gen badan gemuk (g) resesif terhadap gen badan kurus (G) dan gen penghasil susu banyak (s) resesif terhadap gen penghasil susu sedikit (S), maka perbandingan genotip dan fenotip pada F2 adalah... Penyelesaian P= GGSS >< ggss badan kurus – susu sedikit badan gemuk – susu banyak G= GS gs ____________(Mendel I) F1 = GgSs (badan kurus – susu sedikit) ____________(Mendel II) F2 = F1 >< F1 P= GgSs Badan kurus – susu sedikit G= GS, Gs, gS, gs F2= GS Gs gS GS GGSS GGSs GgSS Gs GGSs GGss GgSs gS GgSS GgSs ggSS gs GgSs Ggss ggSs
><
GgSs Badan kurus – susu sedikit GS, Gs, gS, gs
gs GgSs Ggss ggSs ggss MODUL PPMG – IPA – SMP | 5 dari 11
Perbandingan genotip = GGSS : GGSs : GgSS : GgSs : GGss : Ggss : ggSS : ggSs : ggss 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1 Perbandingan fenotip = Badan kurus – susu sedikit : badan kurus – susu banyak : badan gemuk susu sedikit : badan gemuk – susu banyak = 9 : 3 : 3 :1 Contoh Soal 2 Tanaman rambutan rasa manis dominan terhadap rambutan rasa masam dan rambutan kulit tipis dominan terhadap rambutan kulit tebal. Jika tanaman rambutan rasa manis heterozigot berkulit tipis heterozigot disilangkan dengan rambutan rasa masam dan kulit tipis, maka perbandingan genotip dan fenotip F1 adalah... Penyelesaian P= MmTt >< manis – kulit tipis G= MT, Mt, mT, mt F1= mt MT MmTt Mt Mmtt mT mmTt mt mmtt
mmtt masam – kulit tebal mt ____________(Mendel I)
____________(Mendel II) Perbandingan genotip = MmTt : Mmtt : mmTt : mmtt 1 : 1 : 1 : 1 : Perbandingan fenotip = manis-kulit tipis : manis kulit tebal : masam kulit tipis : masam kulit tebal 1 : 1 : 1 : 1
MODUL PPMG – IPA – SMP | 6 dari 11
4. Pemuliaan Makhluk Hidup Salah satu tujuan penting dilakukan pemuliaan makhluk hidup adalah untuk peningkatan kesejahteraaan manusia. Pemuliaan pada tanaman dan hewan bertujuan agar didapatkan sifat-sifat yang diinginkan. Contoh pemuliaan makhluk hidup pada tanaman di bidang pertanian adalah persilangan tanaman jagung untuk menghasilkan buah/tongkol jagung yang lebih besar, lebih panjang sehingga hasil panen lebih banyak. Persilangan tanaman jagung yang dilakukan peneliti dari Universitas Nebraska Lincoln merupakan contoh upaya pemuliaan tanaman di bidang pertanian. Jagung induk (P) dan anakan (F) disajikan pada Gambar 1.
A
B
C
Gambar 1. Tongkol Jagung Hasil Pemuliaan Persilangan antara jagung A yang memiliki lingkar diameter tongkol besar dengan jagung C yang memiliki ukuran tongkol panjang, menghasilkan jagung B yang memiliki ukuran diameter tongkol besar dan panjang. Jagung B memiliki sifat dari kedua induk yang bersifat lebih besar dan panjang yang menguntungkan karena dapat meningkatkan produktivitas. Persilangan pada hewan juga banyak diterapkan pada hewan-hewan peliharaan. Anjing, kucing dan ikan koi adalah hewan yang sering disilangkan untuk mendapatkan varietas yang memiliki sifat-sifat unggul. Misalnya, corak atau bentuk tubuh yang indah dan ketahanan terhadap penyakit. D. CONTOH INDIKATOR, SOAL, DAN PENYELESAIAN Berikut disajikan contoh indikator, soal, dan penyelesaian berdasarkan KI dan KD materi pewarisan sifat dan sesuai kisi-kisi UN SMP 2017.
MODUL PPMG – IPA – SMP | 7 dari 11
Contoh Indikator 1. Disajikan berbagai pernyataan materi genetika, peserta diklat dapat mengidentifikasi ciri-ciri gen. Pemahaman
Contoh Soal Sesuai Indikator 1. Perhatikan pernyataan berikut ini: 1) Suatu segmen dari DNA 2) Terletak di kromosom 3) Menentukan suatu sifat 4) Sifat yang muncul pada individu 5) Tersusun atas deret panjang DNA Ciri-ciri gen ditunjukkan oleh nomor.. A. 1), 3), 5) B. 1), 2), 3) C. 2), 3), 4) D. 2), 3), 5)
Penyelesaian: Jawaban B Gen adalah suatu segmen dari DNA yang terletak di kromosom dan menentukan suatu sifat. Sifat yang muncul pada individu disebut fenotip. tersusun atas deret panjang DNA adalah kromosom Contoh Indikator 2. Disajikan data berupa persilangan dihibrid pada tanaman mawar, peserta diklat dapat menentukan fenotip keturunan dari induk tanaman mawar tersebut sesuai hukum Mendel. Aplikasi
Contoh Soal Sesuai Indikator 2. Diketahui gen M untuk tanaman mawar merah dominan terhadap gen m untuk warna putih, sedangkan gen B cepat berbunga dominan terhadap b untuk lambat berbunga. Jika mawar putih - cepat berbunga heterozigot disilangkan dengan mawar merah heterozigot - cepat berbunga homozigot, maka pernyataan berikut yang benar tentang fenotip keturunannya adalah... A. semua mawar lambat berbunga B. perbandingan mawar cepat berbunga dan lambat berbunga adalah 1:1 C. semua mawar berwarna merah E. perbandingan mawar merah dan putih adalah 1:1
MODUL PPMG – IPA – SMP | 8 dari 11
Penyelesaian: Jawaban D P= mmBb (putih, cepat berbunga)
><
G = mB, mb
MmBB (merah, cepat berbunga) MB, mB
F1= MmBB (merah, cepat berbunga) mmBB (putih, cepat berbunga) MmBb (merah, cepat berbunga) mmBb (putih, cepat berbunga) maka, perbandingan mawar merah dan mawar putih= 1 : 1 Contoh Indikator 3. Disajikan tabel persilangan gamet tanaman salak, peserta diklat dapat mensintesis genotip tanaman salak yang akan menghasilkan salak buah besar rasa manis. Penalaran
Contoh Soal Sesuai Indikator 3. Perhatikan tabel persilangan gamet tanaman salak berikut!
KM Km kM km KM 1 2 3 4 Km 5 6 7 8 kM 9 10 11 12 km 13 14 15 16 Sifat salak buah kecil (KK) dominan terhadap buah besar (kk), dan sifat manis (MM) dominan terhadap sifat asam (mm). Genotip salak buah besar dan rasa manis kemungkinan berasal dari persilangan gamet nomor... A. 1 dan 16 B. 11 dan 12 C. 5 dan 10 D. 6 dan 11
Penyelesaian: Jawaban B Fenotip yang diinginkan: buah besar, rasa manis No 11= kkMM (buah besar, rasa manis) No 12= kkMm (buah besar, rasa manis) MODUL PPMG – IPA – SMP | 9 dari 11
E. SOAL-SOAL LATIHAN 1. Suatu persilangan menghasilkan sifat keturunan yang memunculkan sifat kedua induk merupakan fenomena... (Pemahaman) A. Intermediet B. Kodominan C. Gen letal D. Alel ganda 2. Disilangkan kambing daging banyak (B) heterozigot – perawakan badan pendek (t) homozigot dengan kambing tidak tahan terhadap penyakit (b) homozigot – perawakan badan tinggi (T) homozigot. Berapa persen kemungkinan keturunan kambing yang memiliki fenotip tahan terhadap penyakit – perawakan badan tinggi? (Penerapan) A. 12,5 B. 25 C. 50 D. 75 3. Dinda menyilangkan kucing A yang berekor panjang – tahan terhadap penyakit dengan kucing B yang berekor pendek – tidak tahan terhadap penyakit. Semua keturunannya (F1) berekor panjang – tahan terhadap penyakit. Selanjutnya F1 disilangkan dan mendapatkan F2 dengan perbandingan fenotip ekor panjang – tahan terhadap penyakit : ekor panjang – tidak tahan terhadap penyakit : ekor pendek – tahan terhadap penyakit : ekor pendek – tidak tahan terhadap penyakit = 9 : 3 : 3 :1. Maka kemungkinan genotip kucing A dan kucing B secara berurutan adalah... (Penalaran) A. PpHH dan pphh B. PpHh dan pphh C. PPHh dan pphh D. PPHH dan pphh F. LATIHAN MERUMUSKAN INDIKATOR DAN MEMBUAT BUTIR SOAL Rumuskan indikator dan kembangkan butir soal untuk mengukur indikator tersebut. Indikator dan soal mengacu pada kisi – kisi UN materi Pewarisan Sifat yang meliputi istilahistilah pewarisan sifat, persilangan monohibrida, persilangan dihibrida, dan pemuliaan makhluk hidup.
MODUL PPMG – IPA – SMP | 10 dari 11
G. DAFTAR PUSTAKA Kisi-Kisi Ujian Nasional SMP/Madrasah Tsanawiyah 2017. Glencoe. 1997. Life Science: Teacher Wraparound Edition. New York: Glencoe/McGraw-Hill. Glencoe. 2008. Reading Essesntials for Biology The Dynamics of Life: An Interactive Student Textbook. New York: Glencoe/McGraw-Hill. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 024 Tahun 2016 Tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Pelajaran pada Kurikulum 2013. Jakarta Kemdikbud. Russell, Ken & Sandall, Leah. 2013. Corn Breeding: Types of Cultivars. Diakses dari https://passel.unl.edu/pages/printinformationmodule.php?idinformationmodule=10 99683867 (pada 18 Januari 2017).
MODUL PPMG – IPA – SMP | 11 dari 11
